DE69823906T2 - Method for operating a membrane reactor and membrane reactor used therefor - Google Patents

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Description

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betreiben eines Membranreaktors, der eine Wasserstoffbildungsreaktion (z. B. eine Dampfreformierungsreaktion oder eine Dehydrierungsreaktion) unter Verwendung einer selektiv wasserstoffdurchlässigen Membran durchführt, sowie auf einen in diesem Verfahren verwendeten Membranreaktor.The The present invention relates to a method of operation a membrane reactor containing a hydrogenation reaction (e.g. A steam reforming reaction or a dehydrogenation reaction) Using a selectively hydrogen permeable membrane performs, as well to a membrane reactor used in this process.

Verwandte Technikrelative technology

In einem Membranreaktor, in dem eine Wasserstoffbildungsreaktion (z. B. eine Dampfreformierungsreaktion oder eine Dehydrierungsreaktion) unter Verwendung einer selektiven wasserstoffdurchlässigen Membran (z. B. einer Pd-Membran oder einer Pd-Legierungs-Membran) durchgeführt wird, wird der am Wasserstoffbildungsabschnitt gebildete Wasserstoff getrennt und entfernt, wodurch die Umsetzung der Wasserstoffbildungsreaktion auf mehr als die Gleichgewichtsumsetzung erhöht wird.In a membrane reactor in which a hydrogenation reaction (e.g. A steam reforming reaction or a dehydrogenation reaction) using a selective hydrogen permeable membrane (eg, a Pd membrane or a Pd alloy membrane), The hydrogen formed at the hydrogenation section is separated and removed, whereby the reaction of the hydrogenation reaction increased to more than the equilibrium conversion.

Die Verwendung eines solchen Membranreaktors kann eine hohe Umsetzung bei geringen Temperaturen selbst für eine Reaktion ergeben, in welcher bis dato eine hohe Umsetzung nur bei hohen Temperaturen möglich war; somit kann dadurch bei geringen Reaktionstemperaturen eine hohe Ausbeute erzielt werden, und hinsichtlich Wärmeenergie und des erforderlichen Reaktormaterials ist dieses Verfahren vorteilhaft.The Use of such a membrane reactor can be high in implementation at low temperatures, even for a reaction, in which up to now has only been possible to achieve high conversion at high temperatures; Thus, at low reaction temperatures, a high Yield can be achieved, and in terms of heat energy and the required Reactor material, this method is advantageous.

Die Reaktionen, die einen Membranreaktor verwenden, umfassen z. B. die folgenden Reaktionen:

  • (a) In der Dehydrierungsreaktion von Cyclohexan, die durch die folgende Formel dargestellt ist: C6H12 → C6H6 + 3H2 ist die Gleichgewichtsumsetzung bei 600°C höher als 90%, beträgt bei 450°C aber etwa 50%. In diesem Fall wird bei Verwendung eines Membranreaktors das H2 auf der rechten Seite der Formel entfernt, wobei sich die Reaktion weiter fortsetzt und eine Umsetzung von 90% oder mehr erzielt werden kann.
  • (b) In der Dampfreformierungsreaktion von Methan, die durch die folgende Formel dargestellt ist: CH4 + H2O → CO + 3H2 ist die Gleichgewichtsumsetzung bei 800°C höher als 90%, beträgt aber bei 500°C etwa 50%. In diesem Fall wird bei Verwendung eines Membranreaktors das H2 auf der rechten Seite der Formel entfernt, wobei sich die Reaktion weiter fortsetzt und eine Umsetzung von 90% oder mehr erzielt werden kann.
The reactions using a membrane reactor include e.g. For example, the following reactions:
  • (a) In the dehydrogenation reaction of cyclohexane represented by the following formula: C 6 H 12 → C 6 H 6 + 3H 2 if the equilibrium conversion is higher than 90% at 600 ° C, it is about 50% at 450 ° C. In this case, when using a membrane reactor, the H 2 on the right side of the formula is removed, whereby the reaction continues and a conversion of 90% or more can be achieved.
  • (b) In the steam reforming reaction of methane represented by the following formula: CH 4 + H 2 O → CO + 3H 2 For example, the equilibrium conversion at 800 ° C is higher than 90%, but at 500 ° C is about 50%. In this case, when using a membrane reactor, the H 2 on the right side of the formula is removed, whereby the reaction continues and a conversion of 90% or more can be achieved.

Es sind Membranreaktoren mit den in den 6 bis 8 dargestellten Strukturen bekannt.There are membrane reactors with in the 6 to 8th structures are known.

6 zeigt die Struktur eines Membranreaktors, der kein Spülgas verwendet. In einer Reaktionskammer 1 ist ein Katalysator 2 für die Wasserstoffbildungsreaktion eingefüllt. In der Reaktionskammer 1 ist eine selektiv wasserstoffdurchlässige Membran 3 in der Nähe des Katalysators 2 vorgesehen. Ein Rohmaterialgas A wird von einem Einlass 5 zugeführt und trifft mit dem Katalysator zusammen, um Wasserstoff auszubilden; der gebildete Wasserstoff wird von einem Wasserstoffreaktionsabschnitt X zu einem Wasserstofftrennungsabschnitt Y über die selektiv wasser stoffdurchlässige Membran 3 überführt und dann getrennt; im Anschluss wird der Wasserstoff aus der Reaktionskammer 1 durch ein Wasserstoffabgaberohr 4 abgegeben. In der Zwischenzeit wird nicht umgesetztes gashältiges Abgas aus dem Wasserstoffbildungsabschnitt von einem Auslass 6 nach außen abgegeben. Dabei ist eine Abdichtungsplatte 7 vorgesehen, so dass das Rohmaterialgas A nicht in den Wasserstofftrennungsabschnitt Y eintritt. 6 shows the structure of a membrane reactor that does not use purge gas. In a reaction chamber 1 is a catalyst 2 filled for the hydrogenation reaction. In the reaction chamber 1 is a selectively hydrogen permeable membrane 3 near the catalyst 2 intended. A raw material gas A is from an inlet 5 supplied and meets with the catalyst to form hydrogen; the hydrogen formed is changed from a hydrogen reaction section X to a hydrogen separation section Y via the selectively water-permeable membrane 3 transferred and then separated; Subsequently, the hydrogen is released from the reaction chamber 1 through a hydrogen delivery tube 4 issued. In the meantime, unreacted gas-rich off-gas from the hydrogen-forming section is discharged from an outlet 6 delivered to the outside. Here is a sealing plate 7 provided so that the raw material gas A does not enter the hydrogen separation section Y.

In einem Membranreaktor mit einer solchen Struktur kann, da der gebildete Wasserstoff über die selektiv wasserstoffdurchlässige Membran 3 getrennt wird, die Umsetzung der Wasserstoffbildungsreaktion höher als die Gleichgewichtsumsetzung ausgeführt werden.In a membrane reactor having such a structure, since the hydrogen formed over the selectively hydrogen-permeable membrane 3 is separated, the reaction of the hydrogenation reaction is carried out higher than the equilibrium reaction.

7 zeigt die Struktur eines Membranreaktors unter Verwendung von Ar als Spülgas. In dieser Struktur sind ein Wasserstoffbildungsabschnitt X und ein Wasserstofftrennungsabschnitt Y vollständig voneinander getrennt vorgesehen; d. h. in 7 ist ein Spülgaseinlass 8 direkt mit dem Wasserstofftrennungsabschnitt Y verbunden; durch das Zuführen eines Spülgases B in den Wasserstofftrennungsbereich Y wird der Wasserstoff-Partialdruck im Wasserstofftrennungsbereich Y reduziert und somit eine höhere Umsetzung erreicht. 7 shows the structure of a membrane reactor using Ar as purge gas. In this structure, a hydrogen forming section X and a hydrogen separating section Y are provided completely separated from each other; ie in 7 is a purge gas inlet 8th directly to the hydrogen separation section Y connected; By supplying a purge gas B to the hydrogen separation region Y, the hydrogen partial pressure in the hydrogen separation region Y is reduced, thus achieving a higher conversion.

8 zeigt die Struktur eines Membranreaktors, der kein Spülgas verwendet und dessen Wasserstoffbildungsabschnitt X und Wasserstofftrennungsabschnitt Y an einem Rohmaterialeinleitungsabschnitt und dem Abgabeabschnitt für den gebildeten Wasserstoff nicht getrennt sind. In dieser Struktur sind die Menge an Rohmaterialgas, das in den Wasserstofftrennungsabschnitt Y zugeführt wird, und die zusätzliche Weiterführung der Wasserstoffbildungsreaktion, die durch den durch die selektiv wasserstoffdurchlässige Membran 3 durchgeführten Wasserstoff hervorgerufen wird, entsprechend ausgeglichen, wodurch die fortgesetzte Wasserstoffbildungsreaktion gesteuert werden kann. Die Struktur der 8 ist insofern vorteilhaft, als keine Abdichtung erforderlich ist. 8th Fig. 14 shows the structure of a membrane reactor which does not use purge gas and whose hydrogen formation section X and hydrogen separation section Y are not separated at a raw material introduction section and the hydrogen discharge section. In this structure, the amount of raw material gas supplied into the hydrogen separation section Y and the additional continuation of the hydrogen formation reaction passing through the selectively hydrogen-permeable membrane 3 caused hydrogen is appropriately balanced, whereby the continued hydrogen formation reaction can be controlled. The structure of 8th is advantageous in that no sealing is required.

Weiters beschreibt US-A-4981676 einen Dampf-/Kohlenwasserstoffreformer für einem Membranreaktionsprozess, in welchem H2 erzeugt wird. Kohlenwasserstoff und Dampf werden in eine Reaktionszone geführt und mit einer Seite einer katalytischen wasserstoffdurchlässigen Membran in Kontakt gebracht. Dampf wird angrenzend an die gegenüberliegende Seite der Membran zugeleitet, so dass die Wasserstoffdiffusion durch die Membran an die gegenüberliegende Seite der Membran, von welcher dieser entfernt wird, gefördert wird.Further, US-A-4981676 describes a steam / hydrocarbon reformer for a membrane reaction process in which H 2 is produced. Hydrocarbon and steam are passed into a reaction zone and contacted with one side of a catalytic hydrogen permeable membrane. Steam is supplied adjacent to the opposite side of the membrane so that hydrogen diffusion through the membrane is promoted to the opposite side of the membrane from which it is removed.

EP-A-0615949 beschreibt zahlreiche Strukturen für eine Wasserstofferzeugungsvorrichtung zum Erzeugen von Wasserstoff unter Verwendung einer wasserstoffdurchlässigen Membran. Im Allgemeinen werden ein Rohmaterialgas wie Kohlenwasserstoff und Dampf in eine Reformierungskatalysatorschicht eingeleitet. Der erzeugte Wasserstoff tritt in ein wasserstoffdurchlässiges Rohr ein, von wo er mittels Spülgas wie Dampf oder Inertgas entfernt wird. In einer Ausführungsform wird das Rohmaterialgas durch ein Rohmaterialgas-Einleitungsrohr eingeleitet, während das Spülgas am Spülgaseinlass eingeleitet wird. Das Spülgas und der Wasserstoff treten über den Wasserstoffauslass aus, während erzeugte Nebenprodukte und jegliches nicht umgesetztes Rohmaterialgas über den Abgasauslass austreten.EP-A-0615949 describes numerous structures for a hydrogen generating device for generating hydrogen using a hydrogen permeable membrane. In general, a raw material gas such as hydrocarbon and Steam introduced into a reforming catalyst layer. The generated Hydrogen enters a hydrogen-permeable tube from where it is by means of purge gas as steam or inert gas is removed. In one embodiment The raw material gas is passed through a raw material gas introduction pipe initiated while the purge gas at the purge gas inlet is initiated. The purge gas and the hydrogen overflow the hydrogen outlet off while generated by-products and any unreacted raw material gas over the Exhaust gas outlet emerge.

Wie bereits zuvor erwähnt wurde, besitzen Membranreaktoren im Vergleich zu herkömmlichen Reaktoren Vorteile, bedürfen aber wie folgt Verbesserungen:

  • (1) Die Wasserstoffbildungsreaktion wie die Dampfreformierungsreaktion, Dehydrierungsreaktion oder dergleichen erfolgt in einem Katalysator. Da der Raum dabei hinsichtlich der geometrischen Anordnung des Katalysators und der selektiv wasserstoffdurchlässigen Membran beschränkt ist, ist es möglich, eine selektiv wasserstoffdurchlässige Membran mit einer Fläche, die für das Entfernen des gebildeten Wasserstoffs notwendig ist, in der unmittelbaren Nähe des Katalysators bereitzustellen.
  • (2) Die Menge an durch die selektiv wasserstoffdurchlässige Membran hindurchgetretenem Wasserstoff muss erhöht werden.
  • (3) Die Menge an durch die selektiv wasserstoffdurchlässige Membran hindurchgetretenem Wasserstoff wird durch den Unterschied im Wasserstoff-Partialdruck zwischen dem Wasserstoffbildungsabschnitt X und dem Wasserstofftrennungsabschnitt Y bestimmt. Ist der Wasserstoff-Partialdruck am Wasserstoffbildungsabschnitt X jedoch hoch, so ergeben sich die folgenden Probleme:
  • (a) der hohe Wasserstoff-Partialdruck am Abschnitt X ist für die Umsetzung nachteilig, da die Dehydrierungsreaktion oder Dampfreformierungsreaktion eine Volumenexpansionsreaktion ist, und
  • (b) der hohe Wasserstoff-Partialdruck am Abschnitt X übt eine hohe mechanische Belastung auf die selektiv wasserstoffdurchlässige Membran aus.
  • (4) In den Membranreaktoren der 6 und 8 ist der Wasserstoff-Partialdruck am Wasserstofftrennungsabschnitt Y nicht ausreichend gering.
  • (5) Im in 7 dargestellten Membranreaktor ist das als Spülgas verwendete Ar-Gas kostenintensiv, und wenn die Wasserstoffbildung das beabsichtigte Ziel darstellt, ist die Trennung des Ar vom Wasserstoff nach dem Vorgang schwierig.
As mentioned previously, membrane reactors have advantages over conventional reactors, but require improvements as follows:
  • (1) The hydrogen generation reaction such as the steam reforming reaction, dehydrogenation reaction or the like is carried out in a catalyst. Since the space is limited in terms of the geometric arrangement of the catalyst and the selectively hydrogen-permeable membrane, it is possible to provide a selectively hydrogen-permeable membrane having an area necessary for the removal of the formed hydrogen in the immediate vicinity of the catalyst.
  • (2) The amount of hydrogen passed through the selectively hydrogen permeable membrane must be increased.
  • (3) The amount of hydrogen passed through the selectively hydrogen-permeable membrane is determined by the difference in hydrogen partial pressure between the hydrogen forming section X and the hydrogen separation section Y. However, if the hydrogen partial pressure at the hydrogen-forming section X is high, the following problems arise:
  • (a) the high hydrogen partial pressure at section X is detrimental to the reaction because the dehydrogenation reaction or steam reforming reaction is a volume expansion reaction, and
  • (b) the high hydrogen partial pressure at section X exerts a high mechanical load on the selectively hydrogen-permeable membrane.
  • (4) In the membrane reactors of 6 and 8th the hydrogen partial pressure at the hydrogen separation section Y is not sufficiently low.
  • (5) Im in 7 As the purge gas, the Ar gas used is expensive, and when the hydrogen generation is the intended target, the separation of the Ar from the hydrogen after the process is difficult.

Zusammenfassung der ErfindungSummary the invention

Die vorliegende Erfindung wurde ausgeführt, um die zuvor erwähnten Probleme nach dem Stand der Technik zu mindern und um (1) ein Verfahren zum Betreiben eines Membranreaktors bereitzustellen, worin die Oberfläche der selektiv wasserstoffdurchlässigen Membran des Membranreaktors kleiner ausgeführt werden kann, während der Vorteil des Membranreaktors mit einer höheren Reaktionsumsetzung bei geringeren Temperaturen erhalten bleibt, sowie (2) einen in diesem Verfahren verwendeten Membranreaktor.The The present invention has been carried out to solve the aforementioned problems to reduce the prior art and (1) a method for Operate a membrane reactor to provide, wherein the surface of the selectively hydrogen permeable Membrane of the membrane reactor can be made smaller while the Advantage of the membrane reactor with a higher reaction conversion at lower temperatures is maintained, and (2) one in this Method used membrane reactor.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Betreiben eines Membranreaktors, der das Bereitstellen eines Membranreaktors umfasst, in welchem der in einem Wasserstoffbildungsabschnitt einer Reaktionskammer gebildete Wasserstoff über eine selektiv wasserstoffdurchlässige Membran zu einem Wasserstofftrennungsabschnitt einer Reaktionskammer geführt wird, und wobei die Umsetzung des Rohmaterialgases in Wasserstoff verbessert wird, indem Dampf und/oder Kohlenstoffdioxid in den Wasserstofftrennungsabschnitt zugesetzt wird.According to the present invention, a method of operating a membrane reactor comprising the Providing a membrane reactor in which the hydrogen formed in a hydrogen-forming section of a reaction chamber is passed through a selectively hydrogen-permeable membrane to a hydrogen separation section of a reaction chamber, and wherein the conversion of the raw material gas into hydrogen is improved by adding steam and / or carbon dioxide into the hydrogen separation section ,

In der vorliegenden Erfindung ist die Struktur des Membranreaktors eine Struktur, worin der Wasserstoffbildungsabschnitt und der Wasserstofftrennungsabschnitt voneinander an einem Rohmaterialgas-Einleitungsabschnitt und am Reaktionsabschnitt getrennt sind, aber das Gas aus dem Wasserstoffbildungsabschnitt und das Gas aus dem Wasserstofftrennungsabschnitt sich am Abgabeabschnitt für das gebildete Gas miteinander verbinden können.In The present invention is the structure of the membrane reactor a structure wherein the hydrogen-forming portion and the hydrogen separation portion from each other at a raw material gas introduction section and at Reaction section are separated, but the gas from the hydrogen formation section and the gas from the hydrogen separation section at the discharge section for the formed gas can connect with each other.

In der vorliegenden Erfindung ist auch eine Struktur möglich, in welcher Wasser in den Wasserstofftrennungsabschnitt der Reaktionskammer zugeführt und als Dampf im Wasserstofftrennungsabschnitt verdampft wird.In A structure is also possible in the present invention which water in the hydrogen separation section of the reaction chamber supplied and evaporated as steam in the hydrogen separation section.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist auch ein Membranreaktor vorgesehen, der wie folgt umfasst: eine Reaktionskammer, umfassend einen mit einem Katalysator gefüllten Wasserstoffbildungsabschnitt, einen Wasserstofftrennungsabschnitt und eine selektiv wasserstoffdurchlässige Membran, welche die zwei Abschnitte teilt, worin der im Wasserstoffbildungsabschnitt durch die Reaktion eines Rohmaterialgases gebildete Wasserstoff über die selektiv wasserstoffdurchlässige Membran zum Wasserstofftrennungsabschnitt geleitet und getrennt wird, wobei im Membranreaktor der Rohmaterialgas-Einleitungsabschnitt mit dem Wasserstoffbildungsabschnitt verbunden ist, und der Dampf- und/oder Kohlenstoffdioxid-Einleitungsabschnitt direkt mit dem Wasserstofftrennungsabschnitt verbunden ist, wobei die zwei Einleitungsabschnitte voneinander durch eine Abdichtung getrennt sind, und
der Wasserstoffbildungsabschnitt und der Wasserstofftrennungsabschnitt am Abgabeabschnitt für das gebildete Gas nicht voneinander getrennt sind, und sich das Gas aus dem Wasserstoffbildungsabschnitt und das Gas aus dem Wasserstofftrennungsabschnitt am Abgabeabschnitt miteinander verbinden können.According to the present invention, there is also provided a membrane reactor comprising: a reaction chamber comprising a hydrogen-forming portion filled with a catalyst, a hydrogen separation portion, and a selectively hydrogen-permeable membrane dividing the two portions, wherein the hydrogen-generating portion formed by the reaction of a raw material gas Hydrogen is passed and separated via the selectively hydrogen-permeable membrane to the hydrogen separation section, wherein in the membrane reactor, the raw material gas introduction section is connected to the hydrogen formation section, and the steam and / or carbon dioxide introduction section is directly connected to the hydrogen separation section, the two introduction sections being separated from each other by a hydrogen separation section Seal are separated, and
the hydrogen generating portion and the hydrogen separating portion at the formed gas discharge portion are not separated from each other, and the gas from the hydrogen forming portion and the gas from the hydrogen separation portion at the discharge portion are allowed to communicate with each other.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist auch ein Membranreaktor bereitgestellt, der wie folgt umfasst: eine Reaktionskammer, umfassend einen mit einem Katalysator gefüllten Wasserstoffbildungsabschnitt, einen Wasserstofftrennungsabschnitt und eine selektiv wasserstoffdurchlässige Membran, welche die zwei Abschnitt teilt, worin der im Wasserstoffbildungsabschnitt durch die Reaktion eines Rohmaterialgases gebildete Wasserstoff über die selektiv wasserstoffdurchlässige Membran zum Wasserstofftrennungsabschnitt geleitet und getrennt wird, wobei im Membranreaktor der Wasserstoffbildungsabschnitt und der Wasserstofftrennungsabschnitt voneinander am Rohmaterialgas-Einleitungsabschnitt und am Reaktionsabschnitt voneinander getrennt sind, wobei das Gas aus dem Wasserstoffbildungsabschnitt und das Gas aus dem Wasserstofftrennungsabschnitt sich am Abgabeabschnitt für das gebildete Gas miteinander verbinden können; weiters ist ein Wasserzuführmittel zum Zuführen von Wasser zum Wasserstofftrennungsabschnitt vorgesehen.According to the present The invention also provides a membrane reactor which is as follows comprising: a reaction chamber comprising one with a catalyst filled Hydrogenation section, a hydrogen separation section and a selectively hydrogen permeable membrane comprising the two Section divides, wherein the in the hydrogenation section by the reaction of a raw material gas formed hydrogen over the selectively hydrogen permeable Passed membrane to the hydrogen separation section and separated is, wherein in the membrane reactor, the hydrogenation section and the hydrogen separation section from each other at the raw material gas introduction section and the reaction section are separated from each other, wherein the gas from the hydrogen forming section and the gas from the hydrogen separation section at the delivery section for can combine the gas formed; further is a Wasserzuführmittel for feeding provided by water to the hydrogen separation section.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenShort description the drawings

1 ist eine schematische Darstellung eines Beispiels des Membranreaktors der vorliegenden Erfindung. 1 Figure 11 is a schematic representation of an example of the membrane reactor of the present invention.

2 ist eine schematische Darstellung eines Vergleich-Membranreaktors. 2 is a schematic representation of a comparison membrane reactor.

3 ist eine schematische Darstellung eines weiteren Vergleich-Membranreaktors. 3 is a schematic representation of another comparative membrane reactor.

4 ist eine schematische Darstellung eines weiteren Beispiels des Membranreaktors der vorliegenden Erfindung. 4 Figure 11 is a schematic representation of another example of the membrane reactor of the present invention.

5 ist eine schematische Darstellung eines anderen Vergleich-Membranreaktors. 5 is a schematic representation of another comparative membrane reactor.

6 ist eine schematische Darstellung eines Beispiels eines herkömmlichen Membranreaktors. 6 is a schematic representation of an example of a conventional membrane reactor.

7 ist eine schematische Darstellung eines anderen Beispiels des herkömmlichen Membranreaktors. 7 Fig. 12 is a schematic representation of another example of the conventional membrane reactor.

8 ist eine schematische Darstellung eines weiteren Beispiels des herkömmlichen Membranreaktors. 8th is a schematic representation of another example of the conventional Membranreak tors.

Im Membranreaktor der vorliegenden Erfindung wird Dampf und/oder Kohlendioxid in den Wasserstofftrennungsabschnitt zugeführt, wobei Wasserstoff nach außen abgegeben wird, wenn ein herkömmliches Spülgas zugeführt und der Wasserstoff-Partialdruck im Wasserstofftrennungsabschnitt reduziert wird. Auf diese Weise beschleunigt sich die Trennung und Entfernung des Wasserstoffs aus dem Wasserstoffbildungsabschnitt, und die Oberfläche der selektiv wasserstoffdurchlässigen Membran kann kleiner ausgeführt werden. Weiters wird die geometrische Anordnung des Katalysators und der selektiv wasserstoffdurchlässigen Membran in der Reaktionskammer erleichtert.in the Membrane reactor of the present invention is steam and / or carbon dioxide fed into the hydrogen separation section, wherein hydrogen after Outside is discharged when a conventional purge gas is supplied and the hydrogen partial pressure is reduced in the hydrogen separation section. In this way the separation and removal of hydrogen accelerates the hydrogen-forming portion, and the surface of the selectively hydrogen-permeable membrane can run smaller become. Furthermore, the geometric arrangement of the catalyst and the selectively hydrogen permeable membrane in the reaction chamber facilitated.

Die vorliegende Erfindung ist nachfolgend in Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.The The present invention is described below with reference to the accompanying drawings Drawings described.

In der vorliegenden Erfindung kann in der Vorrichtung der 7, die einen herkömmlichen bekannten Membranreaktor darstellt, Dampf und/oder Kohlenstoffdioxid als Spülgas anstelle des herkömmlicherweise verwendeten Argongases verwendet werden.In the present invention, in the apparatus of the 7 , which is a conventionally known membrane reactor, steam and / or carbon dioxide are used as purge gas in place of conventionally used argon gas.

Wird Dampf als Spülgas verwendet, so wird Dampf mit Wasserstoff gemischt, kann aber leicht durch einfaches Kühlen (Dampf wird zu Wasser) entfernt werden. Wenn Kohlenstoffdioxid verwendet wird, so löst das Kohlenstoffdioxid die folgende Gegenreaktion mit Wasserstoff aus. CO2 + H2 → CO + H2O When steam is used as purge gas, steam is mixed with hydrogen, but can be easily removed by simply cooling (steam to water). When carbon dioxide is used, the carbon dioxide triggers the following back-reaction with hydrogen. CO 2 + H 2 → CO + H 2 O

Aus diesem Grund wird Dampf als Spülgas bevorzugt.Out For this reason, steam is used as purge gas prefers.

Ar als herkömmliches Spülgas ist teuer, und seine Verwendung erfordert große Vorrichtungen wie z. B. einen Adsorptionsseparator, einen Membranseparator und dergleichen, um Ar vom Wasserstoff zu trennen und zu entfernen. Auch wenn Stickstoff als Spülgas verwendet wird, sind große Vorrichtungen wie ein Adsorptionsseparator, Membranseparator und dergleichen erforderlich.Ar as conventional purge is expensive, and its use requires large devices such. B. an adsorption separator, a membrane separator and the like, to separate Ar from the hydrogen and remove it. Even if nitrogen as a purge gas used are big ones Devices such as an adsorption separator, membrane separator and the like required.

Wird in der Vorrichtung der 7 Dampf und/oder Kohlenstoffdioxid als Spülgas verwendet, wird ein Wasserstoff enthaltendes Abgas vom Auslass 6 abgegeben und die Gesamtmenge an gebildetem Wasserstoff wird nicht rückgewonnen, da das Gas aus dem Wasserstoffbildungsabschnitt und das Gas aus dem Wasserstofftrennungsabschnitt am Abgabeabschnitt für das gebildete Gas voneinander getrennt sind.Is in the device of 7 Steam and / or carbon dioxide used as purge gas, a hydrogen-containing exhaust gas from the outlet 6 and the total amount of hydrogen formed is not recovered since the gas from the hydrogen forming section and the gas from the hydrogen separation section are separated from each other at the formed gas discharge section.

1 ist eine schematische Darstellung eines Beispiels des Membranreaktors der vorliegenden Erfindung. In diesem Membranreaktor ist ein Rohmaterialgas-Einleitungsabschnitt 10 mit einem Wasserstoffbildungsabschnitt X verbunden, und ein Dampf- und/oder Kohlendioxid-C-Einleitungsabschnitt 11 sind direkt mit einem Wasserstofftrennungsabschnitt Y verbunden. 1 Figure 11 is a schematic representation of an example of the membrane reactor of the present invention. In this membrane reactor is a raw material gas introduction section 10 connected to a hydrogen forming section X, and a steam and / or carbon dioxide C introducing section 11 are directly connected to a hydrogen separation section Y.

Im Membranreaktor 12 der 1 besteht die Reaktionskammer 14 aus einem mit einem Katalysator 13 gefüllten Wasserstoffbildungsabschnitt X, einem katalysatorfreien Wasserstofftrennungsabschnitt Y sowie einer selektiv wasserstoffdurchlässigen Membran 15, welche die zwei Abschnitte teilt. Ein Rohmaterialgas-Einleitungsabschnitt 10 und ein Dampf- und/oder Kohlenstoffdioxid-Einleitungsabschnitt 11 sind durch ein Abdichtungsmaterial 17 isoliert. Ein nicht umgesetztes Rohmaterialgas enthaltendes Abgas aus dem Wasserstoffbildungsabschnitt X und ein Dampf und/oder Kohlenstoffdioxid-C enthaltendes Wasserstoffgas aus dem Wasserstofftrennungsabschnitt Y sind nicht voneinander getrennt und können sich an einem Abgabeabschnitt 16 für das gebildete Gas miteinander verbinden.In the membrane reactor 12 of the 1 there is the reaction chamber 14 from one with a catalyst 13 filled hydrogen-forming section X, a catalyst-free hydrogen separation section Y and a selectively hydrogen-permeable membrane 15 which divides the two sections. A raw material gas introduction section 10 and a steam and / or carbon dioxide introduction section 11 are through a sealing material 17 isolated. Exhaust gas from the hydrogen forming section X containing unreacted raw material gas and hydrogen gas containing steam and / or carbon dioxide-C from the hydrogen separation section Y are not separated from each other and may be at a discharge section 16 connect together for the gas formed.

Im Beispiel der 1 trifft ein Rohmaterialgas A, das vom Rohmaterialgas-Einleitungsabschnitt 10 zugeführt wird, auf einen Katalysator 13, um Wasserstoff auszubilden, und der gebildete Wasserstoff wird vom Wasserstoffbildungsabschnitt X über die selektiv wasserstoffdurchlässige Membran 15 zum Wasserstofftrennungsabschnitt Y geführt und getrennt. Das nicht umgesetztes Rohmaterialgas enthaltende Abgas vom Wasserstoffbildungsabschnitt X und das Dampf und/oder Kohlenstoffdioxid C enthaltende Wasserstoffgas vom Wasserstofftrennungsabschnitt Y können sich am Abgabeabschnitt 16 für das gebildete Gas miteinander verbinden, und sie werden vom Abgabeabschnitt 16 nach außen abgegeben.In the example of 1 hits a raw material gas A from the raw material gas introduction section 10 is fed to a catalyst 13 to form hydrogen, and the hydrogen produced is transferred from the hydrogen-forming section X via the selectively hydrogen-permeable membrane 15 led to the hydrogen separation section Y and separated. The hydrogen gas containing unreacted raw material gas from the hydrogen forming section X and the hydrogen gas containing vapor and / or carbon dioxide C from the hydrogen separation section Y may be at the discharge section 16 for the gas formed, and they are from the delivery section 16 delivered to the outside.

Das Beispiel der 1, worin das Gas vom Wasserstoffbildungsabschnitt und das Gas vom Wasserstofftrennungsabschnitt sich am Abgabeabschnitt 16 für das gebildete Gas miteinander verbinden können, kann auf eine Dampfreformierungsreaktion angewendet werden, die eine große Menge an Dampf im Reaktionssystem verwendet. In diesem Beispiel können die Isolierung zwischen dem Rohmaterialgas-Einleitungsabschnitt und dem Dampf- und/oder Kohlenstoffdioxid-Einleitungsabschnitt sowie die Durchlässigkeit der selektiv wasserstoffdurchlässigen Membran relativ gering sein. In diesem Beispiel wird ein Wasserstoff erhalten, der das nicht umgesetzte Rohmaterialgas und das Spülgas (Dampf und/oder Kohlenstoffdioxid) enthält. Dieses Gasgemisch wird einem bekannten Trennungsvorgang zur Entfernung von CO, H2O und CO2 (CO2 wird gebildet, wenn die Reaktion fortschreitet) unterzogen, wodurch Wasserstoff mit einem hohen Reinheitsgrad (etwa 95% oder höher) erhalten werden kann.The example of 1 wherein the gas from the hydrogen forming section and the gas from the hydrogen separation section are at the discharge section 16 for the gas formed can be applied to a steam reforming reaction using a large amount of steam in the reaction system. In this example, the isolation between the raw material gas introduction can section and the vapor and / or carbon dioxide introduction section and the permeability of the selectively hydrogen-permeable membrane to be relatively low. In this example, a hydrogen containing the unreacted raw material gas and the purge gas (steam and / or carbon dioxide) is obtained. This gas mixture is subjected to a known separation process for removing CO, H 2 O and CO 2 (CO 2 is formed as the reaction proceeds), whereby hydrogen having a high degree of purity (about 95% or higher) can be obtained.

Die Vorrichtung der 1 besitzt auch den Vorteil, dass der gesamte in der Reaktion gebildete Wasserstoff rückgewonnen werden kann, da das Gas aus dem Wasser stoffbildungsabschnitt und das Gas aus dem Wasserstofftrennungsabschnitt sich am Abgabeabschnitt für das gebildete Gas miteinander verbinden können.The device of 1 Also has the advantage that the entire hydrogen formed in the reaction can be recovered, since the gas from the hydrogen formation section and the gas from the hydrogen separation section can connect to each other at the output section for the gas formed.

2 ist eine schematische Darstellung eines Vergleichs-Membranreaktors. Dieses Beispiel unterscheidet sich vom Beispiel der 1 nur insofern, als es zwischen dem Rohmaterialgas-Einleitungsabschnitt 10 und dem Dampf- und/oder Kohlenstoffdioxid-C-Einleitungsabschnitt 11 kein Abdichtungsmaterial gibt und eine andere Durchlässigkeit zur Anwendung kommt. 2 is a schematic representation of a comparative membrane reactor. This example differs from the example of 1 only insofar as it is between the raw material gas introduction section 10 and the steam and / or carbon dioxide C introduction section 11 There is no sealing material and another permeability is used.

Die 3 und 5 sind schematische Darstellungen von jeweils einem anderen Vergleichsbeispiel eines Membranreaktors. In jedem der Beispiele der 3 und 5 wird Wasser anstelle von Dampf in den Wasserstofftrennungsabschnitt der Reaktionskammer injiziert.The 3 and 5 are schematic representations of a different comparative example of a membrane reactor. In each of the examples of 3 and 5 Water is injected into the hydrogen separation section of the reaction chamber instead of steam.

3 ist ein Vergleichsbeispiel, in welchem Wasser in den Wasserstofftrennungsabschnitt einer herkömmlichen Vorrichtung der 6 injiziert wird. In 3 wird Wasser D in den Wasserstofftrennungsabschnitt über ein Wasserzuführrohr 20 injiziert; da die Temperatur des Membranreaktors 400–600°C beträgt, wird das injizierte Wasser D verdampft und wird zu Dampf; und der Dampf zeigt den gleichen Effekt wie zuvor ausgeführt. 18 ist ein Auslass für nicht umgesetztes Rohmaterialgas enthaltendes Abgas, während 19 ein Auslass für Dampf und/oder Kohlenstoffdioxid enthaltenden Wasserstoff ist. 3 FIG. 15 is a comparative example in which water is introduced into the hydrogen separation section of a conventional apparatus of the present invention 6 is injected. In 3 Water D is introduced into the hydrogen separation section via a water supply pipe 20 injected; since the temperature of the membrane reactor is 400-600 ° C, the injected water D is vaporized and becomes steam; and the steam shows the same effect as before. 18 is an outlet for unreacted raw material gas-containing exhaust gas while 19 is an outlet for steam and / or carbon dioxide-containing hydrogen.

4 ist eine schematische Darstellung eines anderen Beispiels des Membranreaktors der vorliegenden Erfindung. 4 ist ein Beispiel, in welchem Wasser in den Wasserstofftrennungsabschnitt des Membranreaktors der vorliegenden Erfindung, der in 1 dargestellt ist, injiziert wird. 5 ist ein Vergleichsbeispiel, in welchem Wasser in den Wasserstofftrennungsabschnitt des Vergleichs-Membranreaktors der 2 injiziert wird. 4 Fig. 12 is a schematic representation of another example of the membrane reactor of the present invention. 4 is an example in which water is introduced into the hydrogen separation section of the membrane reactor of the present invention, which is described in US Pat 1 is shown injected. 5 is a comparative example in which water in the hydrogen separation section of the comparative membrane reactor of 2 is injected.

Die Beispiele der 3 bis 5 haben im Vergleich zum Injizieren von Dampf bei hohem Druck den Vorteil, dass die Pumpe, der Kompressor oder dergleichen einfach ausgeführt sein können.The examples of 3 to 5 have the advantage, compared to injecting steam at high pressure, that the pump, the compressor or the like can be made simple.

Im vorliegenden Membranreaktor wird die Menge an Wasser, Dampf oder Kohlenstoffdioxid, die in den Wasserstofftrennungsabschnitt zugeführt wird, basierend auf dem Katalysator, der selektiv wasserstoffdurchlässigen Membran, der Menge an Rohmaterialgas etc., die verwendet werden, in einer optimalen Höhe bestimmt, beträgt aber vorzugsweise zumindest etwa die gleiche Menge wie der gebildete Wasserstoff.in the present membrane reactor is the amount of water, steam or Carbon dioxide supplied into the hydrogen separation section based on the catalyst, the selectively hydrogen-permeable membrane, the amount of raw material gas etc. used in one optimal height determined, amounts to but preferably at least about the same amount as the formed one Hydrogen.

Beschreibung der bevorzugten AusführungsformenDescription of the preferred embodiments

Vergleichsbeispiel 1Comparative Example 1

In der Reaktionskammer eines Membranreaktors mit der Struktur der 6, 7 oder 3 wurden ein Katalysator und eine selektiv wasserstoffdurchlässige Pd-Ag-Membran, die auf einem porösen Keramikmaterial getragen ist (Durchmesser 10 mm, Länge 100 mm), angeordnet.In the reaction chamber of a membrane reactor with the structure of 6 . 7 or 3 For example, a catalyst and a selectively hydrogen-permeable Pd-Ag membrane supported on a porous ceramic material (diameter 10 mm, length 100 mm) were placed.

Die Kammer wurde auf 450°C erhitzt. C6H12 wurde als Rohmaterialgas bei 1 NL/min zugeführt, und der Auslass der Kammer wurde so geregelt, dass der Druck im Inneren der Kammer bei 3 kg/cm2G gehalten wurde. In der Kammer mit der Struktur der 7 wurde Ar oder Dampf als Spülgas bei 2 NL/min zugeführt. In der Kammer der Struktur der 3 wurde Wasser mit 1,6 ml/min zugeführt.The chamber was heated to 450 ° C. C 6 H 12 was supplied as a raw material gas at 1 NL / min, and the outlet of the chamber was controlled to maintain the pressure inside the chamber at 3 kg / cm 2 G. In the chamber with the structure of 7 Ar or steam was fed as purge gas at 2 NL / min. In the chamber of the structure of 3 Water was fed at 1.6 ml / min.

C6H12 : C6H6 wurde mittels Gaschromatographie am Auslass für das nicht umgesetztes Rohmaterialgas enthaltende Abgas gemessen. Während die Umsetzung der Reaktion in der Struktur der 6, worin kein Spülgas verwendet wurde, 72% betrug, waren die Umsetzungen in den Strukturen der 7 und 3 höher als 95%.C 6 H 12 : C 6 H 6 was measured by gas chromatography at the outlet for the unreacted raw material gas-containing exhaust gas. While the implementation of the reaction in the structure of 6 in which no purge gas was used was 72%, the reactions in the structures were the 7 and 3 higher than 95%.

Wurde Dampf verwendet, so wurden 99% oder mehr Wasserstoff durch einfaches Kühlen rückgewonnen. Wurde Ar verwendet, so war eine Reinigung des Wasserstoffs unter Verwendung von im Labor verfügbaren Mitteln nicht möglich.Has been Used steam, so 99% or more of hydrogen was by simple Cool recovered. When Ar was used, a purification of the hydrogen was under Use of available in the laboratory Means not possible.

Beispiele 1 und 2 und Vergleichsbeispiele 2–8Examples 1 and 2 and Comparative Examples 2-8

In jeder der Reaktionskammern der Membranreaktoren mit den Strukturen der 1 bis 8 wurden ein Katalysator und eine selektiv wasserstoffdurchlässige Pd-Ag-Membran, die auf einem porösen Keramikmaterial getragen ist (Durchmesser 10 mm, Länge 100 mm), angeordnet.In each of the reaction chambers of the membrane reactors with the structures of 1 to 8th For example, a catalyst and a selectively hydrogen-permeable Pd-Ag membrane supported on a porous ceramic material (diameter 10 mm, length 100 mm) were placed.

Die Kammer wurde auf 500°C erhitzt. Ein Rohmaterialgas und ein Spülgas (Ar, Dampf oder Wasser) wurden, wie in Tabelle 1 dargestellt, zugeführt. Der Auslass der Kammer wurde so geregelt, dass der Druck im Inneren der Kammer bei 8 kg/cm2G betrug.The chamber was heated to 500 ° C. A raw material gas and a purge gas (Ar, steam or water) were supplied as shown in Table 1. The outlet of the chamber was controlled so that the pressure inside the chamber was 8 kg / cm 2 G.

Tabelle 1

Figure 00140001
Table 1
Figure 00140001

CH4 am Abgabeabschnitt wurde mittels Gaschromatographie gemessen, wobei die Umsetzung von CH4 bestimmt wurde. In Bezug auf die Strukturen der 6 und 7 wurde die Menge an Wasserstoff enthaltendem Gas am Auslass gemessen, wobei die Rückgewinnung des Wasserstoffs bestimmt wurde. Die Umsetzungen in den Membranreaktoren mit den Strukturen der 1 bis 8 und die Rückgewinnungen in den Membranreaktoren mit den Strukturen der 6 und 7 sind in Tabelle 2 aufgezeigt.CH 4 at the delivery section was measured by gas chromatography to determine the conversion of CH 4 . Regarding the structures of 6 and 7 The amount of hydrogen-containing gas at the outlet was measured to determine the recovery of the hydrogen. The reactions in the membrane reactors with the structures of 1 to 8th and the recoveries in the membrane reactors with the structures of the 6 and 7 are shown in Table 2.

Tabelle 2

Figure 00150001
Table 2
Figure 00150001

Vergleichsbeispiel 9Comparative Example 9

In der Reaktionskammer eines Membranreaktors mit der Struktur der 6 oder 7 wurden ein Katalysator und eine selektiv wasserstoffdurchlässige Pd-Ag-Membran, die auf einem porösen Keramikmaterial getragen ist (Durchmesser 10 mm, Länge 100 mm), angeordnet.In the reaction chamber of a membrane reactor with the structure of 6 or 7 For example, a catalyst and a selectively hydrogen-permeable Pd-Ag membrane supported on a porous ceramic material (diameter 10 mm, length 100 mm) were placed.

Die Kammer wurde auf 450°C erhitzt. C6H12 wurde als Rohmaterialgas mit 1 NL/min zugeführt, und der Auslass der Kammer wurde so geregelt, dass der Druck im Inneren der Kammer bei 3 kg/cm2G gehalten wurde. In der Kammer mit der Struktur der 7 wurde Ar oder CO2 als Spülgas mit 2 NL/min zugeführt.The chamber was heated to 450 ° C. C 6 H 12 was supplied as a raw material gas at 1 NL / min, and the outlet of the chamber was controlled to maintain the pressure inside the chamber at 3 kg / cm 2 G. In the chamber with the structure of 7 Ar or CO 2 was fed as purge gas at 2 NL / min.

C6H12 : C6H6 wurde mittels Gaschromatographie am Auslass für das nicht umgesetztes Rohmaterialgas enthaltende Abgas gemessen. Während die Umsetzung der Reaktion in der Struktur der 6, worin kein Spülgas verwendet wurde, 72% betrug, waren die Umsetzungen in der Struktur der 7 höher als 95%.C 6 H 12 : C 6 H 6 was measured by gas chromatography at the outlet for the unreacted raw material gas-containing exhaust gas. While the implementation of the reaction in the structure of 6 in which no purge gas was used was 72%, the reactions in the structure were 7 higher than 95%.

War das in der Struktur der 7 verwendet Spülgas CO2, so wurden 95% oder mehr Wasserstoff durch ein herkömmliches Adsorptionseparationsverfahren gewonnen.Was that in the structure of 7 When purge gas used CO 2 , 95% or more of hydrogen was recovered by a conventional adsorption separation method.

Beispiel 3 und Vergleichsbeispiele 10–14Example 3 and Comparative Examples 10-14

In jeder der Reaktionskammern der Membranreaktoren mit den Strukturen der 1, 2, 6, 7 und 8 wurden ein Katalysator und eine selektiv wasserstoffdurchlässige Pd-Ag-Membran, die auf einem porösen Keramikmaterial getragen ist (Durchmesser 10 mm, Länge 100 mm), angeordnet.In each of the reaction chambers of the membrane reactors with the structures of 1 . 2 . 6 . 7 and 8th For example, a catalyst and a selectively hydrogen-permeable Pd-Ag membrane supported on a porous ceramic material (diameter 10 mm, length 100 mm) were placed.

Die Kammer wurde auf 500°C erhitzt. Ein Rohmaterialgas und ein Spülgas (Ar oder CO2) wurden, wie in Tabelle 3 dargestellt, zugeführt. Der Auslass der Kammer wurde so geregelt, dass der Druck im Inneren der Kammer bei 8 kg/cm2G betrug.The chamber was heated to 500 ° C. A raw material gas and a purge gas (Ar or CO 2 ) were supplied as shown in Table 3. The outlet of the chamber was controlled so that the pressure inside the chamber was 8 kg / cm 2 G.

Tabelle 3

Figure 00170001
Table 3
Figure 00170001

CH4 am Abgabeabschnitt wurde mittels Gaschromatographie gemessen, wobei die Umsetzung von CH4 bestimmt wurde. In Bezug auf die Strukturen der 6 und 7 wurde die Menge an Wasserstoff enthaltendem Gas am Auslass gemessen, wobei die Rückgewinnung des Wasserstoffs bestimmt wurde. Die Umsetzungen in den Membranreaktoren mit den Strukturen der 1, 2, 6, 7 und 8 und die Rückgewinnungen in den Membranreaktoren mit den Strukturen der 6 und 7 sind in Tabelle 4 aufgezeigt.CH 4 at the delivery section was measured by gas chromatography to determine the conversion of CH 4 . Regarding the structures of 6 and 7 The amount of hydrogen-containing gas at the outlet was measured to determine the recovery of the hydrogen. The reactions in the membrane reactors with the structures of 1 . 2 . 6 . 7 and 8th and the recoveries in the membrane reactors with the structures of the 6 and 7 are shown in Table 4.

Tabelle 4

Figure 00180001
Table 4
Figure 00180001

Wie bereits zuvor beschrieben wurde, kann im Verfahren zum Betreiben eines Membranreaktors gemäß der vorliegenden Erfindung die Oberfläche der selektiv wasserstoffdurchlässigen Membran des Membranreaktors kleiner ausgeführt werden, während der Vorteil eines Membranreaktors mit einer höheren Umsetzung bei einer Reaktion mit geringen Temperaturen erhalten bleibt.As already described above, can be used in the method of operation a membrane reactor according to the present invention Invention the surface the selectively hydrogen permeable Membrane of the membrane reactor can be made smaller while the Advantage of a membrane reactor with a higher conversion in a reaction maintained at low temperatures.

Claims (4)

Verfahren zum Betreiben eines Membranreaktors (12), der einen Wasserstoffbildungsbereich (X), einen Wasserstofftrennungsbereich (Y) und eine Membran (15) besitzt, die selektiv Wasserstoff-durchlässig ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren das Einführen von Rohmaterialgas in den Wasserstoffbildungsbereich (X) und von Kohlenstoffdioxid und/oder Dampf in den Wasserstofftrennungsbereich (Y) in einer Zone, in der der Wasserstoffbildungsbereich (X) und der Wasserstofftrennungsbereich (Y) voneinander getrennt sind, so dass sich das Rohmaterialgas und das Kohlendioxid und/oder der Dampf nicht vermischen können, sowie das Zulassen des Austretens von Gas aus dem Wasserstoffbildungsbereich und von Gas aus dem Wasserstofftrennungsbereich einschließt, damit sich diese in einem Gasabgabebereich miteinander vermischen können.Method for operating a membrane reactor ( 12 ) which has a hydrogen-forming region (X), a hydrogen separation region (Y) and a membrane ( 15 ) which is selectively hydrogen-permeable, characterized in that the method comprises introducing raw material gas into the hydrogen-forming region (X) and carbon dioxide and / or steam into the hydrogen separation region (Y) in a zone where the hydrogen-forming region (X) and the hydrogen separation region (Y) are separated from each other so that the raw material gas and the carbon dioxide and / or the vapor can not mix, and allowing the leakage of gas from the hydrogen formation region and gas from the hydrogen separation region to be in one Gas dispensing area can mix with each other. Verfahren nach Anspruch 1, worin der Dampf, wenn nur Dampf in den Wasserstofftrennungsbereich zugeführt wird, durch das Einbringen von Wasser in den Wasserstofftrennungsbereich, so dass dieses zu Dampf verdampft, eingebracht wird.The method of claim 1, wherein the steam, when only steam is fed into the hydrogen separation region, by introducing water into the hydrogen separation region, so that it evaporates to steam, is introduced. Membranreaktor, umfassend eine Reaktionskammer, die einen Wasserstoffbildungsbereich (X), einen Wasserstofftrennungsbereich (Y) und eine Membran einschließt, die selektiv Wasserstoff-durchlässig ist und diese beiden Bereiche voneinander trennt, so dass im Betrieb im Wasserstoffbildungsbereich (X) gebildeter Wasserstoff in den Wasserstofftrennungsbereich eintritt und die Reaktionskammer weiters eine Rohmaterialgas-Zuführzone (10) in Kommunikation mit dem Wasserstoffbildungsbereich, eine Dampf- und/oder Kohlendioxid-Zuführzone (11) in Kommunikation mit dem Wasserstofftrennungsbereich sowie eine Gasabgabezone (16) einschließt, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohmaterialgas-Zuführzone und die Dampf- und/oder Kohlendioxid-Zuführzone voneinander getrennt sind, und dass sich der Wasserstoffbildungsbereich und der Wasserstofftrennungsbereich an der Gasab gabezone in Fluidkommunikation befinden, so dass sich das aus dem Wasserstoffbildungsbereich und aus dem Wasserstofftrennungsbereich austretende Gas im Gebrauch in der Gasabgabezone vermischen.A membrane reactor comprising a reaction chamber including a hydrogen-forming region (X), a hydrogen separation region (Y), and a membrane which is selectively permeable to hydrogen and separates these two regions so that hydrogen formed in operation in the hydrogen-forming region (X) enters the hydrogen separation region and the reaction chamber further comprises a raw material gas supply zone ( 10 ) in communication with the hydrogenation region, a vapor and / or carbon dioxide delivery zone ( 11 ) in communication with the hydrogen separation region and a gas delivery zone ( 16 ), characterized in that the raw material gas supply zone and the steam and / or carbon dioxide supply zone are separated from each other, and that the hydrogen formation region and the hydrogen separation region at the gas delivery zone are in fluid communication so as to be separated from the hydrogen formation region and out mix the gas leaving the hydrogen separation region in use in the gas discharge zone. Membranreaktor nach Anspruch 3, der weiters eine Wasserzufuhrleitung (20) einschließt, um Wasser in den Wasserstofftrennungsbereich einzuführen, wenn ausschließlich Dampf in die Dampfeinführzone eingebracht wird, so dass das Wasser beim Gebrauch im Wasserstofftrennungsbereich zu Dampf verdampft.Membrane reactor according to claim 3, further comprising a water supply line ( 20 ) to introduce water into the hydrogen separation region when only steam is introduced into the vapor introduction zone, so that the water evaporates to steam in use in the hydrogen separation region.
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